向家坝右岸地下电站“两机一洞”排水方式探讨

谢辉平，熊斌，周玉国

（中国长江电力股份有限公司向家坝电厂，四川宜宾644612）



向家坝右岸地下电站“两机一洞”排水方式探讨

谢辉平，熊斌，周玉国

（中国长江电力股份有限公司向家坝电厂，四川宜宾644612）

简要介绍了向家坝电站机组布置结构，对其“两机一洞”的尾水系统排水方式进行了分析，得出了高尾水位下不同排水方式的排水时间及机组停运时间，以期对本电站及其它类似电站的排水方式提供参考，缩短机组停运时间。并对电站相关设计提出了建议。

向家坝；两机一洞；水轮发电机组；排水

1　引言

向家坝电站是金沙江流域开发的最末级电站，距下游云南省水富县城1.5km，距四川省宜宾市33km，左右岸电站各安装4台800MW混流式水轮发电机组。右岸电站为地下厂房，引水系统为一机一洞，尾水系统采用两管合一尾水隧洞的“两机一洞”布置型式[1]（见图1）。每台机组引水系统各设有一道检修门和一道快速门，尾水管各设有一道尾水管检修门。2台机组合用一个尾水洞，每个尾水洞各设有一道尾水洞检修门。

图1　向家坝右岸电站机组布置示意图

根据文献[1-4]资料，右岸地下厂房运行的尾水位变幅达29.18m，设于地厂内的机组尾水管检修门操作廊道低于最高尾水位，故每台机组尾水管检修门门槽各设有一块密封盖板。当尾水位较高，可能溢出尾水管检修门操作廊道时，尾水管检修门门槽密封盖板不能直接开启。只有落下尾水洞检修门将尾水洞内水位排至一定水位以下时才能开启门槽密封盖板再操作尾水管检修门，而这将影响相邻机组的正常运行。为此，对向家坝右岸地下电站高尾水位的排水方式进行分析，计算相关机组的停运时间，以期对实际操作提供参考。

2　独立引水及尾水系统机组排水方式

其排水流程如下：

1）机组停机；

2）落进水口工作门或检修门；

3）排引水管道及蜗壳的水，使其与尾水平压；

4）蜗壳平压后落下尾水管检修门；

5）开启尾水盘形阀，将水排至检修集水井；

6）检修排水泵运行，将水排至下游。

向家坝右岸地下电站机组排水方式可参考独立引水及尾水系统机组进行，仅“步骤4”需根据情况选择落尾水管检修门或尾水洞检修门或两者联合操作。

3　向家坝右岸地下电站排水方式分析

按向家坝右岸地下电站尾水系统的布置条件，机组检修下游挡水可以采用尾水管检修门、尾水洞检修门、尾水洞＋尾水管检修门联合操作等3种方式来实现检修条件。2台机组共用一个尾水洞，它们检修排水相互影响。下面以一台机组（A）正常运行，共尾水洞的另一台机组（B）检修排水为例，来分析向家坝右岸地下电站机组的检修排水。

当下游尾水位低于尾水管检修门操作廊道高程时，其落门排水方式与独立引水及尾水系统机组基本一致，在此不作分析。

当下游尾水位高于尾水管检修门操作廊道高程时，其落门排水有2种方式：①落尾水洞检修门，排A机组、B机组及尾水洞的水；②先落尾水洞检修门排尾水洞部分水，再落B机组尾水管检修门排B机组的水。以上2种方式排水时间及相应机组停运时间不一样，为此对2种排水方式进行分析。

3.1尾水洞检修门单独操作

方式①：尾水洞检修门单独操作，此方式直接通过尾水洞检修门将A机组、B机组及尾水洞一起与下游尾水隔离进行排水，详细流程见表1。

3.2尾水洞＋尾水管检修门联合操作

方式②：尾水洞+尾水管检修门联合操作，此方式先落尾水洞检修门排部分水，当尾水洞内水位排至安全水位时，开启B机组尾水管检修门门槽密封盖板，再落B机组尾水管检修门进行排水，详细流程见表2。

表1　方式①操作步骤及时间

表2　方式②操作步骤及时间

3.3小结

从以上操作流程及计算可得出以下结论：

1）当机组检修时间小于23.5 h，2种排水方式机组停运时间差别不明显。只有当检修时间大于23.5h，方式②的优势才逐渐显现。

2）方式①操作较简单，风险低，但相邻机组停运时间受检修机组影响较大，且检修排水系统需长时间连续运行，对检修排水系统要求较高。

3）方式②操作较复杂，需多次操作尾水管及尾水洞检修闸门，还需开启相邻机组的尾水盘形阀，若不能完全关严，仍需将尾水洞的水排空，这将延长排水时间，导致机组停运时间的增加。

4　结论

近年来，我国水电行业得到大力的发展，建设了三峡等一系列大型、特大型水电站。由于水电站大多处于高山峡谷地区，受地形等条件限制，很多水电站为地下厂房，并且采用多台机组共用一个引水隧洞或者多台机组共用一个尾水隧洞的形式。对于此类电站提出以下建议：

1）在条件允许的情况下，尽可能将尾水管闸门操作廊道设在最高尾水位以上，以减小下游尾水的影响。

2）在尾水管闸门操作廊道低于尾水位的情况下，可将闸门的操作机构由桥门机改为液压启闭机，实现远方操作，避免人员进入操作廊道，也更容易实现封闭，减小尾水的影响。

3）为避免机组排水盘形阀堵塞，应设计可靠的拦污栅或者在排水管上串联阀门，提高阀门关闭的可靠性。

[1]张强，刘保华.向家坝水电站右岸变顶高尾水洞的水力计算[J].水力发电，2014，30（3）:32-33.

[2]辜晓原，李佛炎，禹芝文.向家坝水电站地下厂房变顶高尾水系统研究[J].水力发电，2004，30（6）:23-26.

[3]樊启祥，刘益勇，易志.向家坝右岸地下电站尾水系统关键技术[J].岩石力学与工程学报，2012，31（12）:2377-2388.

[4]原伟.向家坝水电站右岸地下厂房排水系统[J].水力发电，2014，40（1）:37-39.

TV651

B

1672-5387（2016）02-0058-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.02.017

2015-10-12

谢辉平（1983-），男，工程师，从事水轮发电机组机械专业技术工作。